一般情况下,N在不锈钢中的溶解度小于0.15%,可以通过提高Cr和Mn含量的方法来提高N在不锈钢卫生管中的溶解度。新的冶炼技术,如氢-氧精炼、加压电渣熔炼平衡压力浇铸等,能准确控制不锈钢中N含量,达到利用N来控制不锈钢中组织的目的。
氮作为有益元素在奥氏体不锈钢、双相不锈钢等钢种中加入,可以显著提高钢的力学性能、耐烛性能、焊接性能以及平衡相比例等。根据市场需求,国内不锈钢管厂成功开发了含氮系列不锈钢钢种,系统研究开发了含氮不锈钢的AOD冶炼、铸造、热轧、冷轧、锻造工艺,对含氮不锈钢主要生产工艺难点——AOD炉冶炼工艺及热加工开裂进行了研究。
含氮双相不锈钢含有0.l0%~0.20%的氮,氮的存在使卫生级不锈钢管的强度显著提高。同时氮是强化γ相的元素并扩大γ相区,其能力远远大于镍,使γ向α转变更为困难,不易实现高温单相区轧制,而迫使其在双相区完成热加工,再者由于面心立方的γ的塑性比体心立方的α要好,延伸不一,容易导致开裂。
1、开发了ADD炉完全用氮气进行氮元素合金化工艺。用工艺模型预测钢中氮含量,不经在线分析钢中氮含量,实现氮控制精度达到±0.015%,最大精度±0.010%,“AOO炉用氮气进行氮合金化工艺”申报了国家发明专利(申请号0213525-8)。
2、含氮不锈钢热加工温度、钢中硫含量及钢中氮含量对其高温塑性有影响,其中含氮奥氏体不锈钢典型钢种——0Cr19Ni9N的最佳热加工温度在1150~1300℃。含氮不锈钢钢种的钢中硫、氮含盘必须控制在一定的范围。
在电镜下观察,含氮奥氏体精密不锈钢管中氮含量的提高大于0.15%,在高滋下容易析出氮化物,加热过程中投有固溶在晶界析出的氮化物,在110℃左右形成低塑性区,在轧制较大变形量、变形速度下,容易造成轧制开裂切。